室内环境采集系统中期报告.docx

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室内环境采集系统中期报告

信息与通信工程学院毕业设计（论文）中期报告

学生姓名

指导教师

职称

讲师

专业

通信工程

班级

07-1班

毕业设计（论文）题目

基于ARM的室内环境监测系统设计

题目来源

自拟题

是否校外题目

否

公司名称

（地址）

校外指导教师姓名（职称）

毕业设计（论文）进展情况，遇到哪些困难，如何解决（加A4纸打印的附页，字数在2000字以上）

指导教师意见

签字

年月日

系（教研室）主任意见

签字

年月日

毕业（设计）论文指导委员会意见

签字

年月日

大连民族学院教务处制

中期报告

毕设已经进行到了中期阶段，在过去的九周里，我不断充实着自己，查阅大量的资料，不断完善自己的设计思路。

现在，本课题已取得了一些实质性的进展。

首先是掌握了温湿度采集模块的硬件设计原理，其次进一步细化并完善了温度和湿度传感器模块及LCD显示模块的硬件电路设计。

现在，我把我的毕业设计的进展情况做一个小小的总结，从而为以后的设计打下更坚实的基础。

一、毕业设计的进展情况

对于毕业设计的进展情况我想从已完成的系统的整体设计框图、各部分的硬件电路设计、相应的硬件结构组成及相关的应用技术进行说明。

（一）嵌入式系统框图

嵌入式系统框图由顶层应用程序、文件系统、驱动程序、硬件电路四大部分组成。

其中文件系统包括操作系统和根文件系统组成，具体如图1所示：

图1

●应用程序：

这里我们主要是实现一个简单的图形界面所以应用程序是一个QT应用程序。

●文件系统：

操作系统我使用的是以Linux内核为基础的操作系统，根文件系统使用的是yaffs2。

●驱动程序：

由于使用了3.5寸触摸屏，所以需要编写相应的驱动程序。

（二）系统总体硬件设计

系统总体硬件设计框图如图1所示，本系统由温湿度采集模块、ARM控制模块、复位模块、报警模块、LCD显示模块，这五部分组成，在ARM控制模块的作用下，各模块协调统一的完成工作。

各模块的功能如下：

图2系统总体硬件设计框图

●温湿度模块采用DHT11芯片，对室内环境进行检测，完成对温度及空气湿度信息的采集。

●中心处理系统主要采用ARM9芯片S3C2440：

S3C2440是一款ARM9系列处理器，功能强大。

在嵌入式开发方面被广泛应用，主要负责各个模块的控制。

●报警模块主要用蜂鸣器，对环境中的阈值进行报警。

●LCD显示电路主要完成对采集到的温度和湿度进行数据显示，并且用QT图形化界面通过曲线的形式直观的显示出来，此处使用的是3.5寸的触摸屏，而且也是FriendlyARMmini2440开发板滋生所带。

●ARM控制模块是整个系统的核心，时刻查询检测值，当温度高于规定的上限值或烟雾传感器检测到烟雾浓度过高时就启动GSM模块向主控室或消防部门发送报警短信。

以下是各模块硬件设计框图及相关主要器件的功能特点：

1.中心处理模块

本系统直接使用mini2440开发板作为平台，它含有丰富接口。

比如：

主从USB接口、网卡接口，音频输入输出接口、多个串口、多个可编程I/O口，3.5寸液晶显示触摸屏等等。

所以只需要在I/O口加一个DS18B20温度模块就组成了毕设的整个硬件电路部分。

S3C2440采用ARM920T内核，集成如下片上功能：

●1.2V内核，1.8V/2.5V/3.3V储存器，3.3V扩展I/O，16KB指令Cache（I-Cache）/16KB数据Cache（D-Cache）

●外部储存控制器（SDRAM控制盒片选逻辑）

●集成LCD专用DMA的LCD控制器（支持最大4K色STN和256K色TFT）

●4路拥有外部请求引脚的DMA控制器

●3路URAT（IrDA1.0，64-ByteTxFIFO，64ByteRxFIFO）

●2路SPI

●IIC总线接口（多主支持）

●IIS音频编解码器接口

●AC`97编解码器接口

●1.0版SD主接口，兼容2.11版MMC接口

●2路USB主机控制/1路USB期间控制（ver1.1）

●4路PWM定时器/1路内部定时器/看门狗定时器

●8路10位ADC和触摸屏接口

●具有日历功能的RTC

●摄像头接口（支持最大4096x4096的输入，2048x2048缩放输入）

●130个通用I/O，24个外部中断源

●电源控制：

正常，慢速，空闲，睡眠模式

●带PLL的片上时钟发生器

2.温湿度采集模块

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。

因此该产品具有品质卓越、超快

响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

每个DHT11传感器都在极为精确的

湿度校验室中进行校准。

校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内

部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。

单线制串行接口，使系统集

成变得简易快捷。

超小的体积、极低的功耗等特点。

DHT11实物图及基本特性图3所示

图3

DHT11应用电路图如图4所示：

图4DHT11应用电路

3.显示模块：

显示模块我们也是直接使用开发板上自带的3.5寸液晶触摸屏，板上集成4电阻式触摸屏接口，可以直接连接四线电阻触摸屏支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、4096色STN液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024x768象素；支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024x768象素；标准配置为统宝256K色240x320/3.5英寸TFT真彩液晶屏，带触摸屏；板上引出一个12V电源接口，可以为大尺寸TFT液晶的12VCCFL背光模块（Inverting）供电。

具体电路图参照下图5所示：

图5显示电路原理图

4.报警模块

本系统采用开发板已经含有的报警系统具体电路原理图如图6所示

图6

5.复位模块

下图是开发板自带复位电路

图7

6.外围电路

外围电路包括复位电路，时钟电路，串行接口电路，及其它控制和状态显示的电路。

（三）关键技术应用

QT程序自启动

实现功能：

在mini2440开发板上实现开机自启动QT应用程序

1、编写qtconfig文件，qtconfig是一个shell脚本。

具体内容如下：

-------------------------------------------------------------------

#!

/bin/sh

exportQTDIR=/usr/local/Trolltech/QtEmbedded-4.5.0-arm

exportQPEDIR=/usr/local/Trolltech/QtEmbedded-4.5.0-arm

exportPATH=$QTDIR/bin:

$PATH

exportQWS_SIZE=240x320

exportLD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:

/usr/local/lib:

$LD_LIBRARY_PATH

exportQT_QWS_FONTDIR=$QTDIR/lib/fonts

exportQWS_MOUSE_PROTO=Tslib:

/dev/event0

exportQWS_KEYBOARD=TTY:

/dev/tty1

/usr/bin/calculator-qws-font35

------------------------------------------------------------------

2、修改/etc/init.d/rcS

添加/usr/bin/qtconfig&

3、将qtconfig和可执行程序放在/usr/bin目录下

4、系统在启动时执行到/etc/init.d/rcS中的/usr/bin/qtconfig&时，就会到/usr/bin目录去执行qtconfig这个脚本，当执行到脚本中的/usr/bin/calculator-qws-font35时，程序就开始自启动了

二、毕业设计剩下的任务

毕业设计的进展情况如上所述，已经完成了硬件电路的总体设计，各模块的电路设计和主要芯片的选择，并学习了关键技术理论。

目前，课题取得了一些实质性的进展。

接下来，首先，需要完成的任务是软件设计及调试；然后，进行系统综合的分析，调试，改进；再次，撰写论文并检查论文，修正错误,给出进一步工作的设想；最后，完成论文，准备答辩。

三、总结：

通过之前的努力，毕业设计的整体方案已经确定，下面的任务就是耐心的调试了，如果调试成功，很快的实现预期结果，那么将进行最终论文的撰写阶段，当然，往往调试都是很漫长的过程，同时也是学习和收获的过程。

相信通过这个毕业设计我将受益良多。

相信这段时间培养的能力将成为以后我工作的基础。

四、系统原理图